文/朱國華
數(shù)學源于生活,寓于生活,用于生活,數(shù)學與生活密不可分。在數(shù)學的學習過程中,同學們要善于用數(shù)學的眼光觀察世界,抽象出數(shù)學問題并加以解決,提高自己的數(shù)學素養(yǎng)。下面,我們以“快遞車輛調(diào)配問題”為例,淺談用數(shù)學知識解決生活問題的一般步驟。
【實際問題】某城鎮(zhèn)沿環(huán)形路上依次排列有5 家快遞公司,分別是甲、乙、丙、丁、戊,它們順次有快遞車輛:15臺、7臺、11臺、3臺、14臺,為使各快遞公司的車輛數(shù)相同,允許一些快遞公司向相鄰公司調(diào)出,問怎么樣調(diào)配才能使調(diào)出的車輛總數(shù)最?。?/p>
【模型建立】設甲公司調(diào)給乙公司x1輛快遞車。這里的x1可正可負。x1如果是正整數(shù),表示甲公司調(diào)給乙公司;x1如果是負整數(shù),表示乙公司調(diào)給甲公司。同理,設乙公司調(diào)給丙公司x2輛快遞車,丙公司調(diào)給丁公司x3輛快遞車,丁公司調(diào)給戊公司x4輛快遞車,戊公司調(diào)給甲公司x5輛快遞車。
因“使各快遞公司的車輛數(shù)相同”,且共有15+7+11+3+14=50 輛,則有15+x5-x1=7+x1-x2=11+x2-x3=3+x3-x4=14+x4-x5=10,用x1分別表示x2、x3、x4、x5,則有x2=x1-3,x3=x1-2,x4=x1-9,x5=x1-5,至此,該實際問題建立了如下數(shù)學模型:
已知x2=x1-3,x3=x1-2,x4=x1-9,x5=x1-5,求 |x1|+|x2|+|x3|+|x4|+|x5|的最小值。
【問題求解】問題可轉(zhuǎn)化為求 |x1|+|x1-3|+|x1-2|+|x1-9|+|x1-5 |的最小值。|a-b|表示在數(shù)軸上代表a和b這兩個數(shù)的點的距離。如圖1,在數(shù)軸上,不妨設點P表示x1,則|x1|=PO,|x1-3|=PB,|x1-2|=PA,|x1-9|=PD,|x1-5|=PC。
圖1
即求動點P到O、A、B、C、D這5個點的距離之和的最小值。可知當點P和點B重合時,距離之和最小。所以當x1=3時,距離和的最小值為12。
所以,當甲公司調(diào)給乙公司3 輛快遞車,乙公司調(diào)給丙公司0 輛快遞車,丙公司調(diào)給丁公司1輛快遞車,戊公司調(diào)給丁公司6輛快遞車,甲公司調(diào)給戊公司2 輛快遞車,這樣調(diào)動的快遞車數(shù)量總數(shù)最小,最小為12輛。
希望同學們在將來的學習中,學會用數(shù)學的語言表達世界,用數(shù)學的思維思考世界。這個多彩的世界與數(shù)學有著千絲萬縷的關系,這個世界,數(shù)學無處不在,只需我們用數(shù)學的“慧眼”去發(fā)現(xiàn)。